DE3715023A1 - Vorrichtung zur biologischen reinigung von abwasser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur biologischen Reinigung von Abwasser mit einem Belebungsbecken und einem Oberflächenbelüfter.

Herkömmliche Abwasserreinigungsanlagen bestehen im wesentlichen aus einem Belebungsbecken, in das zu behandelndes Abwasser über einen Zulauf zufließt und mit Biomasse enthaltendem Belebtschlamm vermischt wird. Bei Zufuhr eines sauerstoffhaltigen Gases zum Belebungsbecken werden im Belebtschlamm vorhandene Mikroorganismen zur Aufnahme von organischen und zum Teil auch anorganischen Verunreinigungen aus dem Abwasser und zu deren Abbau angeregt. In einem nachgeschalteten Absetzbecken wird anschließend üblicherweise der Belebtschlamm vom gereinigten Abwasser abgetrennt und zumindest teilweise in das Belebungsbecken zurückgeführt.

Steigt die Schmutzfracht im Abwasser an, so reicht die Reinigungsleistung herkömmlicher Belebtschlammanlagen oft nicht mehr aus. Das Belebungsbecken muß erweitert oder durch eine weitere Abwasserreinigungsanlage ergänzt werden.

Bei sogenannten "tiefenbelüfteten" Belebungsbecken, die vom Boden her, z.B. über perforierte Rohre, Kerzen oder Teller mit sauerstoffhaltigem Gas versorgt werden, hat sich in letzter Zeit eine Sanierung durch Verteilung von Trägerteilchen für die Biomasse im Belebungsbecken bewährt. Hierzu werden einzelne Trägerteilchen aus makroporösem Stoff mit geringem spezifischen Gewicht frei beweglich im Belebungsbecken verteilt. Die Mikroorganismen siedeln sich in den Poren der Trägerteilchen an, so daß eine hohe Biomassekonzentration im Belebungsbecken erzielt wird. Außerdem besteht eine gute Zugänglichkeit der Abwasserinhaltsstoffe und der Gasblasen zu den Mikroorganismen, so daß insgesamt hohe Reinigungswerte erreicht werden.

Durch Anordnung eines Rückhaltegitters am Ablauf des Belebungsbeckens wird ein Ausschwemmen der Trägerteilchen aus dem Belebungsbecken verhindert.

Diese Maßnahme zur Sanierung überlasteter Altanlagen kann jedoch bislang bei sogenannten "oberflächenbelüfteten" Belebungsbecken, die am weitesten verbreitet sind, nicht angewendet werden. Bei diesem Beckentyp wird sauerstoffhaltiges Gas von oben über einen Oberflächenbelüfter in das Abwasser eingetragen. Meist werden oben offene Belebungsbecken mit einem leicht in das Abwasser eintauchenden Propeller verwendet, der Luft in das Abwasser einträgt und zugleich das Abwasser im Belebungsbecken umwälzt. Es werden auch Turbinen verwendet, die Abwasser von unten und Luft von oben ansaugen und das Abwasser-Luft-Gemisch über seitlich angebrachte Austrittsöffnungen in Höhe der Wasseroberfläche radial nach außen schleudern.

Beim Einsatz von Trägerteilchen für Biomasse bei oberflächenbelüfteten Belebungsbecken reicht die Sauerstoff-Eintragsleistung des installierten Oberflächenbelüfters nicht mehr aus. Um höhere Abbauleistungen erzielen zu können, muß die Sauerstoffversorgung der Mikroorganismen verbessert werden. Außerdem treten beim Einsatz von Trägerteilchen bei oberflächenbelüfteten Belebungsbecken hydraulische Probleme auf, es kommt zu unerwünschten Ablagerungen von Trägerteilchen an bestimmten Stellen im Belebungsbecken. Eine möglichst weitgehende Durchmischung von Abwasser, sauerstoffhaltigem Gas und Trägerteilchen ist jedoch für gute Abbauleistungen unabdingbar. Ferner besteht die Gefahr, daß der Oberflächenbelüfter mit Trägerteilchen verstopft. Durch Scherwirkungen infolge des Oberflächenbelüftungsprinzips können die Trägerteilchen rasch verschleißen. Außerdem werden bei Propellerbegasung die Trägerteilchen durch den Luftraum geschleudert, was einen unerwünschten Wasserabschlag der Trägerteilchen zur Folge hat.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß eine Erhöhung der Reinigungsleistung auf einfache und wirtschaftliche Weise erreicht wird und die genannten Probleme nicht auftreten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Belebungsbecken einzelne Trägerteilchen für Biomasse frei beweglich verteilt sind und am Boden des Belebungsbeckens ein Begasungssystem für sauerstoffhaltiges Gas konzentrisch zum Oberflächenbelüfter angeordnet ist.

Die für den Einsatz der Trägerteilchen in oberflächenbelüfteten Belebungsbecken notwendige Verbesserung der Sauerstoffversorgung erfolgt durch ein zusätzliches Tiefenbegasungs-System, das so angeordnet ist, daß gleichzeitig die Strömungsverhältnisse auf der Beckensohle verbessert werden. Dieses Begasungssystem ist konzentrisch zum Oberflächenbelüfter, aber in Bodennähe angeordnet. Es kann als Ring oder als Quadrat ausgebildet sein. Für das System werden in der Abwassertechnik übliche Tiefenbegasungselemente wie perforierte Rohre, Begasungskerzen, Begasungsteller etc. eingesetzt.

Die richtige Anordnung des Begasungssystems ist entscheidend für die Aufrechterhaltung einer genügend hohen Sohlgeschwindigkeit, um Trägerteilchen-Ablagerungen zu unterbinden.

Der Durchmesser des ringförmigen Begasungssystems bzw. die Seitenlänge des quadratischen Begasungssystems entspricht bei rechteckigen Belebungsbecken vorteilhafterweise etwa der Hälfte der Seitenlänge des Belebungsbeckens.

Bei dieser Anordnung des Tiefenbegasungssystems wird einerseits die Sauerstoffversorgung der auf den Trägerteilchen in hoher Konzentration angesiedelten Mikroorganismen und andererseits die Hydraulik verbessert. Es kommt zu keinen Ablagerungen der Trägerteilchen an bestimmten Stellen des Belebungsbeckens, vielmehr ist für eine weitestgehende Durchmischung von Abwasser, Trägerteilchen und sauerstoffhaltigem Gas gesorgt. Dadurch wird die Reinigungsleistung gegenüber herkömmlichen oberflächenbelüfteten Belebtschlammanlagen deutlich erhöht, während sich der technische und finanzielle Aufwand hierfür in Grenzen hält. Überlastete oberflächenbelüftete Altanlagen können also auf einfache und wirtschaftliche Weise durch Anordnung der Trägerteilchen im Belebungsbecken und Installation des erfindungsgemäßen Tiefenbegasungs-Systems saniert werden.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung werden Strömungsverhältnisse erreicht, die Verstopfungen des Oberflächenbelüfters durch Trägerteilchen oder erhöhten Verschleiß der Trägerteilchen durch vom Oberflächenbelüfter ausgehende Scherwirkungen verhindern. Der größte Teil des mit Trägerteilchen versetzten Abwassers strömt nämlich am Oberflächenbelüfter vorbei, während nur ein kleiner Teil direkt in den Oberflächenbelüfter gesaugt wird.

Als Trägerteilchen für die Biomasse kommen insbesondere makroporöse Trägerteilchen mit geringem spezifischem Gewicht, die in bewachsenem Zustand frei beweglich im Abwasser schweben. Vorzugsweise weisen die Trägerteilchen ein spezifisches Gewicht in Frage, von 10 bis 200 kg/m³ und offene Makroporen von 0,01 bis 3 mm Durchmesser auf. Das Trägermaterial besteht bevorzugt aus organischen Polymerverbindungen. Die einzelnen Trägerteilchen weisen zweckmäßigerweise einen Durchmesser von 5 bis 50 mm auf.

Zur weiteren Verbesserung der Strömungsverhältnisse beim Einsatz von Trägerteilchen in oberflächenbelüfteten Belebungsbecken wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, konzentrisch zum Oberflächenbelüfter einen Ansaugzylinder mit vertikaler Achse in geringem Abstand unterhalb des Oberflächenbelüfters so anzuordnen, daß er den Boden des Belebungsbeckens nicht berührt.

Mit dieser Anordnung wird eine noch bessere Verteilung der Trägerteilchen im zirkulierenden Abwasser ohne Ablagerungen von Trägerteilchen an bestimmten Stellen im Belebungsbecken erreicht.

Es hat sich dabei als vorteilhaft erwiesen, daß der Ansaugzylinder einen Durchmesser aufweist, der etwa dem Durchmesser des Oberflächenbelüfters entspricht.

Bei manchen Oberflächenbelüfter-Typen, wie z.B. solchen mit offen Propellerflügeln, kann es trotz der durch die erfindungsgemäße Vorrichtung erreichten verbesserten Strömungsverhältnisse zu erhöhtem Verschleiß der Trägerteilchen kommen. In diesen Fällen ist erfindungsgemäß vorgesehen, konzentrisch zum Oberflächenbelüfter eine Trennwand aus Lochblech oder Gittermaterial anzuordnen, die am Beckenboden beginnt und knapp unterhalb der Wasseroberfläche endet.

Durch die Trennwand wird das Belebungsbecken in ein großes trägerteilchengefülltes Volumen und ein kleines trägerteilchenfreies Volumen im Ansaugbereich des Oberflächenbelüfters unterteilt. Der freie Querschnitt des Gitter- bzw. Lochblechmaterials ist so gewählt, daß die Trägerteilchen aufgrund der Strömung nicht in den Ansaugbereich mitgerissen werden können. Da die Wasserströmung im Oberflächenbereich aufgrund des Oberflächenbelüfter-Prinzips mit hoher Geschwindigkeit radial nach außen gerichtet ist, muß die Trennwand bereits unterhalb der Wasseroberfläche enden, um nicht unnötig Umwälzenergie zu verbrauchen. Die Oberkante der Trennwand liegt dabei etwa in Höhe der Belüfterunterkante.

Die erfindungsgemäße Trennwand hält die Trägerteilchen vom Oberflächenbelüfter fern, so daß Verstopfungen desselben durch die Trägerteilchen und erhöhter Verschleiß der Trägerteilchen durch vom Belüfter ausgehende Scherwirkungen verhindert werden.

Vorteilhafterweise wird die Trennwand als Zylinder mit vertikaler Achse ausgebildet, der konzentrisch zum Oberflächenbelüfter angeordnet ist. Dabei hat es sich als besonders günstig erwiesen, wenn der Zylinder einen Durchmesser aufweist, der etwa dem doppelten Durchmesser des Belüfters entspricht. Auf diese Weise werden die Strömungsverhältnisse im Belebungsbecken durch den Trennzylinder nicht negativ beeinflußt.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung der Trennwand als Kegel-Stumpf, wobei dieser am Beckenboden einen geringeren Durchmesser aufweist als am oberen Ende. Die konische Form dieser Trennwand wirkt sich besonders günstig auf die im Belebungsbecken herrschenden Strömungsverhältnisse aus. Die Anströmgeschwindigkeit der Trägerteilchen an die Trennwand wird so gering gehalten, daß es zu keinen unerwünschten Verstopfungen Gitter- bzw. Lochblechmaterials kommt.

Zweckmäßigerweise weist die konische Trennwand am Beckenboden einen Durchmesser auf, der etwa dem Durchmesser des Oberflächenbelüfters entspricht oder kleiner als dieser ist, und am oberen Ende einen Durchmesser, der etwa dem doppelten Durchmesser des Oberflächenbelüfters entspricht.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird bei geringem technischen und finanziellen Aufwand eine hohe Reinigungsleistung erzielt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich insbesondere für die Sanierung überlasteter konventioneller Belebtschlammanlagen mit Oberflächenbelüfter. Die Erfindung bietet nun auch für diesen weit verbreiteten Anlagentyp die Möglichkeit, Trägerteilchen für die Biomasse einzusetzen und die Abbauleistung zu erhöhen.

Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen, die in den Zeichnungen schematisch dargestellt sind, näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Belebungsbeckens mit Oberflächenbelüfter und Tiefenbegasungssystem,

Fig. 2 eine Draufsicht eines Belebungsbeckens mit Oberflächenbelüfter und Tiefenbegasungssystem,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Belebungsbeckens mit Oberflächenbelüfter, Tiefenbegasungssystem und Ansaugzylinder,

Fig. 4 eine Seitenansicht eines Belebungsbeckens mit Oberflächenbelüfter und Trennzylinder,

Fig. 5 eine Seitenansicht eines Belebungsbeckens mit Oberflächenbelüfter und Trennkegel,

Fig. 6 eine Seitenansicht eines Belebungsbeckens mit Oberflächenbelüfter und auf einem Leitkreuz sitzendem Trennkegel,

Fig. 7 eine graphische Darstellung der Geschwindigkeitsverteilung der Abwasserströmung über die Wasserhöhe bei einem oberflächenbe­ lüfteten Belebungsbecken ohne Tiefenbegasungs- System und ohne Ansaugzylinder,

Fig. 8 eine graphische Darstellung der Geschwindigkeitsverteilung der Abwasserströmung über die Wasserhöhe bei einem oberflächenbe­ lüfteten Belebungsbecken mit Tiefenbegasungs- System, aber ohne Ansaugzylinder,

Fig. 9 eine graphische Darstellung der Geschwindig­ keitsverteilung der Abwasserströmung über die Wasserhöhe bei einem oberflächenbelüfteten Belebungsbecken ohne Tiefenbegasungssystem und mit Ansaugzylinder,

Fig. 10 eine Darstellung der Trägerteilchen- Ablagerungen in einem Belebungsbecken mit Oberflächenbelüfter,

Fig. 11 eine Darstellung der Trägerteilchen- Ablagerungen in einem Belebungsbecken mit Oberflächenbelüfter und Tiefenbegasungs- System,

Fig. 12 eine Darstellung der Trägerteilchen- Ablagerungen in einem Belebungsbecken mit Oberflächenbelüfter und Ansaugzylinder.

Die Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Seitenansicht. Es ist ein Modellbecken dargestellt, das zu Versuchszwecken aufgebaut wurde. Ein oben offenes Belebungsbecken 1 mit quadratischer Grundfläche, einer Seitenlänge von 3 m und einer Beckenhöhe von 1,5 m ist bis zu einer Höhe von 1 m mit einem Abwasser-Trägerteilchen- Gemisch aus einem Klärwerk gefüllt. Auf dem Becken 1 ist ein Oberflächenbelüfter 3 montiert, der z.B. von einem Elektromotor angetrieben wird. Der Oberflächenbelüfter 3 (Typ Favorit NORM AMC) weist einen Durchmesser von 0,5 m auf und ist in Höhe des Wasserspiegels 2 installiert. Er saugt von unten Abwasser und von oben Luft an und schleudert das Abwasser-Luft-Gemisch durch seitliche Öffnungen 5 mit hoher Geschwindigkeit radial nach außen. Erfindungsgemäß ist am Boden des Beckens 1 ein zusätzliches Tiefenbegasungssystem 6 angeordnet. Das Tiefenbegasungssystem 6 besteht aus einem perforierten Kunststoffrohr mit einem Durchmesser von 0,04 m in Form eines Quadrates und ist konzentrisch zum Oberflächenbelüfter 3 angeordnet. Die Seitenlänge des Quadrates beträgt 1,4 m. In das Kunststoffrohr wird über eine Gaszufuhrleitung 7 Luft eingeleitet, die über im Kunststoffrohr gleichmäßig verteilt angebrachte Löcher ins Abwasser austritt.

Aufgrund des erfindungsgemäßen Tiefen-Begasungssystems stellt sich eine mit Pfeilen dargestellte zirkulierende Strömung des Abwasser-Trägerteilchen-Gemisches mit einer erhöhten Strömungsgeschwindigkeit am Beckenboden ein, wodurch Ablagerungen von Trägerteilchen im Belebungsbecken verhindert werden. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird eine gleichmäßige Durchmischung von Abwasser, Trägerteilchen und Luft erzielt, so daß eine hohe Abbauleistung erreicht wird. Wegen des Oberflächenbelüftungsprinzips strömt ein Teil des Abwasser-Trägerteilchen-Gemisches strömt am Oberflächenbelüfter 3 vorbei, während ein kleiner Teil direkt in den Belüfter 3 eingesaugt und über die seitlichen Öffnungen 5 ausgeschleudert wird. Aufgrund der durch die erfindungsgemäße Vorrichtung erreichten Strömungsverhältnisse wird aber nur ein verschwindend kleiner Teil des Gemisches direkt in den Belüfter 3 eingesaugt, so daß Verstopfungen des Belüfters 3 durch Trägerteilchen und erhöhter Verschleiß der Trägerteilchen durch vom Belüfter 3 ausgehende Scherwirkungen verhindert werden.

Die Fig. 2 zeigt das in Fig. 1 dargestellte Modellbecken in der Draufsicht. Mit 8 ist ein Trägegerüst für den Oberflächenbelüfter bezeichnet, der im Schnittpunkt 9 der Seitennormalen des quadratischen Beckens 1 angeordnet ist. Dazu konzentrisch ist das Tiefenbegasungssystem 6 am Boden des Beckens 1 angeordnet.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Belebungsbecken 1, das dem in Fig. 1 dargestellten entspricht, ist zustäzlich zum Tiefenbegasungssystem 6 ein Ansaugzylinder 10 konzentrisch zum Belüfter 3 angeordnet. Der Ansaugzylinder 10 weist einen Durchmesser von 0,4 m und eine Höhe von 0,5 m auf. Er ist etwa in einer Höhe von 0,2 m über dem Beckenboden installiert. Dadurch werden die Strömungsverhältnisse weiter verbessert und Ablagerungen von Trägerteilchen praktisch vollständig verhindert. Dies bewirkt eine nochmals gesteigerte Reinigungsleistung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 4 zeigt ein Belebungsbecken 1 mit einem Oberflächenbelüfter 3 und dem erfindungsgemäßen Trennzylinder 11 aus Gittermaterial, der die Trägerteilchen vom Belüfter 3 fernhält. Diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dann zweckmäßig, wenn z.B. Oberflächenbelüfter mit offenen Propellerflügeln verwendet werden, die die Trägerteilchen bei Abwesenheit des Trennzylinders starken Scherkräften aussetzen würden, so daß die Trägerteilchen einem hohen Verschleiß unterlägen. Der Trennzylinder ist auch bei solchen Belüftertypen empfehlenswert, bei denen Verstopfungen durch Trägerteilchen besonders leicht auftreten. Um auch mit derartigen Belüfter­ typen ausgestattete Altanlagen durch den Einsatz von Trägerteilchen für die Biomasse sanieren zu können, ist erfindungsgemäß der Trennzylinder 11 vorgesehen.

Der Trennzylinder 11 weist einen Durchmesser auf, der dem doppelten Durchmesser des Oberflächenbelüfters 3 entspricht. Dadurch werden die Strömungsverhältnisse im Belebungsbecken nicht nachteilig beeinflußt. Da die Wasserströmung im Oberflächenbereich aufgrund des Oberflächenbelüfterprinzips mit hoher Geschwindigkeit radial nach außen gerichtet ist, endet der Trennzylinder bereits unterhalb der Wasseroberfläche 2, um nicht unnötig Umwälzenergie zu verbrauchen. Die Trennzylinderoberkante 12 liegt dabei etwa in Höhe der Belüfterunterkante 13.

In Fig. 5 ist ein Belebungsbecken 1 dargestellt, das im Gegensatz zu dem in Fig. 4 gezeigten eine konzentrisch zum Oberflächenbelüfter 3 angeordnete konische Trennwand 14 aus Gittermaterial aufweist. Diese Trennwand erfüllt die gleichen Aufgaben wie der in Fig. 4 dargestellte Trennzylinder 11. Die konische Form der Trennwand 14 bietet darüber hinaus noch bessere Strömungsverhältnisse. Die An­ strömgeschwindigkeit der Trägerteilchen an die Trennwand ist so gering, daß es zu keinen unerwünschten Verstopfungen des Gittermaterials kommt. Um besonders günstige Strömungsverhältnisse des Abwasser-Trägerteilchen-Gemisches im Belebungsbecken 1 zu erreichen, weist die konische Trennwand 14 am Boden einen Durchmesser auf, der dem des Oberflächenbelüfters entspricht, während sie am oberen Ende den doppelten Durchmesser besitzt.

Fig. 6 zeigt eine Abwandlung der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung. Die konische Trennwand 15 sitzt auf einem am Boden des Belebungsbeckens installierten Leitkreuz 16. Dadurch werden die Strömungsverhältnisse nochmals verbessert.

Die Fig. 7, 8 und 9 zeigen graphische Darstellungen der Geschwindigkeitsverteilung des Abwasser-Trägerteilchen- Gemisches über die Wasserhöhe im Belebungsbecken. Die Darstellungen basieren auf Versuchsergebnissen, die mit dem in Fig. 1 dargestellten Modellbecken mit einem Abwasser- Trägerteilchen-Gemisch aus einem Klärwerk erzielt wurden. Die Strömungsgeschwindigkeiten wurden jeweils in einer Wasserhöhe im äußeren Bereich des Belebungsbeckens gemessen und gemittelt.

Die in Fig. 7 dargestellte Geschwindigkeitsverteilung wurde bei Oberflächenbelüfterbetrieb mit einer herkömmlichen Abwasserreinigungsvorrichtung ohne das erfindungsgemäße Tiefenbegasungssystem und ohne Ansaugzylinder erhalten. Die Strömungsgeschwindigkeit nimmt bereits 0,2 m unter dem Wasserspiegel auf Null ab. Konventionelle ober­ flächenbelüftete Abwasserreinigungsanlagen sind also ohne die erfindungsgemäßen Maßnahmen nicht für einen Betrieb mit Trägerteilchen geeignet. Beim Einsatz von Trägerteilchen für Biomasse in einem Belebungsbecken muß nämlich auf eine möglichst gute Durchmischung von Abwasser, Trägerteilchen und sauerstoffhaltigem Gas geachtet werden, um eine hohe Reinigungsleistung erzielen zu können. Am Boden des Belebungsbeckens abgelagerte Trägerteilchen können kaum zur Reinigung des Abwassers beitragen.

Die in Fig. 8 dargestellte Geschwindigkeitsverteilung wurde bei einem oberflächenbelüfteten Belebungsbecken mit erfin­ dungsgemäßen Tiefenbegasungssystem erhalten. Über die gesamte Wasserhöhe wurden Strömungsgeschwindigkeiten von über 0,1 m/sec. gemessen, das heißt eine gute Durchmischung des Abwasser-Trägerteilchen-Gemisches ist gegeben.

Die in Fig. 9 dargestellte Geschwindigkeitsverteilung wurde bei einem oberflächenbelüfteten Belebungsbecken ohne Tiefen­ begasungssystem, aber mit dem erfindungsgemäßen Ansaugzylinder erhalten. Auch in diesem Fall wird über die gesamte Wasserhöhe eine gute Strömung des Abwasser-Trägerteilchen-Gemisches aufrechterhalten.

Die Fig. 10, 11, 12 zeigen die maximale Trägerteilchenab­ lagerungen bei den den Fig. 7, 8 und 9 zugrundeliegenden Versuchen. In den Figuren ist das Modellbecken 1 mit dem Oberflächenbelüfter 3 dargestellt. Die Kurve 17 zeigt die Höhe der Trägerteilchenablagerungen im Becken 1 entlang der Seitennormale des Beckens 1.

In Fig. 10 sind die Trägerteilchenablagerungen aufgetragen, die bei einem herkömmlichen oberflächenbelüfteten Becken ohne erfindungsgemäßes Tiefenbegasungssystem und ohne Ansaugzylinder auftreten. Die Versuchsbedingungen entsprechen den der Fig. 7 zugrundeliegenden. Unter dem Oberflächenbelüfter 3 bildet sich ein Berg von Trägerteilchen aus, der sich nahezu vom Boden des Belebungsbeckens bis zum Belüfter 3 erstreckt. Eine volle Durchmischung von Trägerteilchen, Abwasser und Luft ist nicht gegeben. Das herkömmliche oberflächenbelüftete Belebungsbecken eignet sich also ohne die erfindungsgemäßen Maßnahmen nicht für den Einsatz von Trägerteilchen für Biomasse.

Dagegen sind die Trägerteilchenablagerungen bei dem in Fig. 11 dargestellten Becken 1 mit erfindungsgemäßem Tiefenbegasungssystem 6 sehr gering. Die Versuchsbedingungen entsprechen hier den der Fig. 8 zugrundeliegenden.

Auch bei dem in Fig. 12 dargestellten Becken 1 mit erfindungsgemäßen Ansaugzylinder 10 sind die Trägerteilchen­ ablagerungen im Becken 1 gering.

Die in den Fig. 11 und 12 gezeigten geringen Trägerteilchenablagerungen beeinträchtigen den Betrieb der Abwasserreinigungsanlage nicht wesentlich. Die abgelagerten Trägerteilchen befinden sich nämlich nicht in völliger Ruhe, sondern nehmen in unregelmäßigen Abständen an der zirkulierenden Strömung teil.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung werden also die Strömungsverhältnisse in einem oberflächenbelüfteten Belebungsbecken bei Einsatz von Trägerteilchen für Biomasse entscheidend verbessert. Dadurch stellt sich eine erhöhte Reinigungsleistung der Abwasserreinigungsanlage ein.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur biologischen Reinigung von Abwasser mit einem Belebungsbecken und einem Oberflächenbelüfter, dadurch gekennzeichnet, daß im Belebungsbecken (1) Trägerteilchen für Biomasse frei beweglich verteilt sind und in Bodennähe des Belebungsbeckens (1) ein Begasungssystem (6) für sauerstoffhaltiges Gas konzentrisch zum Oberflächenbelüfter (3) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Begasungssystem (6) als Ring oder Quadrat ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an sich bekannte perforierte Rohre, Begasungskerzen oder Begasungsteller das Begasungssystem (6) bilden.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Begasungssystem (6) einen Durchmesser aufweist, der bei rechteckigen Belebungsbecken etwa der Hälfte der Seitenlänge des Belebungsbeckens (1) entspricht.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß konzentrisch zum Oberflächenbelüfter (3) ein Ansaugzylinder (10) mit vertikaler Achse in geringem Abstand unterhalb des Oberflächenbelüfters (3) so angeordnet ist, daß er den Boden des Belebungsbeckens (1) nicht berührt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansaugzylinder (10) einen Durchmesser aufweist, der etwa dem Durchmesser des Oberflächenbelüfters (3) entspricht.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß konzentrisch zum Oberflächenbelüfter (3) eine Trennwand aus Lochblech oder Gittermaterial angeordnet ist, die am Beckenboden beginnt und knapp unterhalb der Wasseroberfläche (2) endet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand als Zylinder (11) mit vertikaler Achse ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand als Kegel-Stumpf (14) ausgebildet ist, der am Beckenboden einen geringeren Durchmesser aufweist als am oberen Ende.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (11) einen Durchmesser aufweist, der etwa dem doppelten Durchmesser des Oberflächenbelüfters (3) entspricht.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegel-Stumpf (14) am Beckenboden einen Durchmesser aufweist, der etwa dem Durchmesser des Oberflächenbelüfters (3) entspricht oder kleiner als dieser ist, und am oberen Ende einen Durchmesser aufweist, der etwa dem doppelten Durchmesser des Oberflächenbelüfters (3) entspricht.